2024届高考物理一轮复习讲义：专题二 静电场中的图像问题

专题二　静电场中的图像问题 一、v-t图像(仅受电场力) 1.确定电场强度的大小： 。 2.确定电势能的变化： 。 例1.如图甲所示,两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点,其中Q1带正电,位于原点O,a、b是它们的连线延长线上的两点,其中b点与O点相距3L。现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用),设粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb,其速度随坐标x变化的图像如图乙所示,则以下判断正确的是 A.Q2带负电且电荷量小于Q1 B.粒子从a点运动到b点电场力做正功 C.a点的电势比b点的电势高 D.粒子在a点的电势能比b点的电势能大 二、φ-x图像 ①电势趋于无穷大的位置，一定放有一个点电荷。正无穷大处是 电荷。 ②电场强度的大小等于φ-x图线的 ,φ-x图线的极值点,其切线的斜率为零表示该点 ; ③在φ-x图像中可以直接判断各点电势的高低,并可根据电势高低关系确定电场强度的方向。依据是： ; ④在φ-x图像中分析电荷移动时电势能的变化,先用EP=qφ,需要注意电荷的 ,然后做出判断。 例2.两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是 A．q1、q2为等量异种电荷 B．N、C两点间场强方向沿x轴负方向 C．N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大 D．将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小 三、E-x图像 ①E>0表示场强沿x轴 方向,E<0表示场强沿x轴 方向; ②图线与x轴围成的“面积”表示电势差,x轴上方的面积代表电势差 。 ③数值趋于无穷大处一定放有一个点电荷。正无穷大处对应放有 电荷。 例3.电场中有一条电场线与x轴重合，x轴上各点的电场强度与位置的关系如图所示，一质子仅在电场力作用下，从坐标原点由静止释放沿x轴正方向运动，已知Oa＝ab＝d，a点电势φa＝0.则下列结论正确的是 A．O点电势低于b点电势 B．质子从a点到b点电势能越来越小， C．质子运动到b点时动能为2eE0d D．b点的电势φo＝dE0 四．EP-x图 ①电势能趋于无穷大的位置，一定放有一个点电荷。 ②电场力的大小等于EP-x图线的 ,φ-x图线的极值点,其切线的斜率为零，表示该点 ; ③在EP-x图像中可以直接判断各点电势能的高低,并可根据电势能高低确定电场线的方向。依据是： ; ④可以用EP=qφ,将EP-x图像转为φ-x图像处理，需要注意电荷的 ,然后做出转换。 例4．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x＝x1对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是 A．x1处电场强度最小，但不为零 B．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动 C．在0、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3＞φ2＝φ0＞φ1 D．x2～x3段的电场强度大小和方向均不变 课堂训练 1.[多选]两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2 C，质量为1 kg的小物块从C点静止释放，其运动的v­t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。则下列说法正确的是 A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E＝1 V/m B．由C点到A点的过程中物块的电势能先减小后变大 C．由C点到A点电势逐渐升高 D．A、B两点间的电势差UAB＝－5 V 2.[多选]在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有 A．q1和q2带有异种电荷 B．x1处的电场强度为零 C．负电荷从x1移到x2，电势能减小 D．负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大 3.(多选)电场中有一条电场线与x轴重合，x轴上各点的电场强度与位置的关系如图所示，一质子仅在电场力作用下，从坐标原点由静止释放沿x轴正方向运动，已知Oa＝ab＝bc＝d，b点电势φb＝0.则下列结论正